Căutarea materiei întunecate ar putea scoate la iveală un nou tip de stea

Un nou tip de stea, pitica întunecată, ar putea să pândească prin cosmos, sugerează un nou studiu. Aceste corpuri ipotetice, practic eterne, ar fi alimentate de anihilarea materiei întunecate. Deși ar fi slab luminate, există totuși o metodă prin care ar putea fi detectate.

Materia întunecată se presupune că umple Universul, dar fiind… întunecată, este greu de observat. Nu reflectă și nu emite lumină, iar existența ei e dedusă doar din interacțiunile gravitaționale cu materia obișnuită. Deși oamenii de știință o caută de zeci de ani, nu a fost găsită nicio dovadă directă.

• Locul în care trăiești influențează ce greutate ai, arată un nou studiu
• Test de cultură. Care fasole este toxică atunci când este mâncată crudă?

Acum, astrofizicieni din Marea Britanie și SUA propun o nouă posibilă ascunzătoare pentru materia întunecată: nucleele piticelor cenușii.

Piticele cenușii sunt mai mari decât giganții gazoși, dar nu destul de masive pentru a iniția fuziunea nucleară, procesul care alimentează stelele. Așa că rătăcesc prin spațiu ca niște lumi mari, reci și slabe ca luminozitate. Însă, potrivit noului studiu, în regiunile cu o densitate mai mare de materie întunecată, aceste pitice ar putea suferi o transformare remarcabilă.

Un nou tip de stea „pândește” prin Univers

Dacă materia întunecată se adună în miezul unei pitice cenușii și este de un anumit tip, cum ar fi particule masive slab interactive (WIMP-uri), aceste particule ar putea interacționa unele cu altele și ar produce energie prin anihilare, alimentând astfel corpul respectiv. Cercetătorii numesc acest nou tip de stea „pitică întunecată”.

„Aceste corpuri colectează materie întunecată, iar asta le permite să devină pitice întunecate. Cu cât ai mai multă materie întunecată în jur, cu atât mai multă poți captura. Și cu cât ai mai multă în interiorul stelei, cu atât mai multă energie va fi generată prin anihilare”, explică Jeremy Sakstein, astrofizician la Universitatea din Hawai’i (SUA).

O ipoteză este cu atât mai puternică cu cât este testabilă, iar cercetătorii propun un mod de a verifica existența piticelor întunecate: identificarea litiului-7.

Acest izotop de litiu se consumă rapid în stelele normale, din cauza temperaturii ridicate. Însă în obiectele reci, precum piticele cenușii, el poate supraviețui. De fapt, astronomii folosesc deja prezența litiului-7 pentru a confirma că un obiect este o pitică cenușie, scrie Science Alert.

Totuși, dacă o pitică cenușie este alimentată de anihilarea materiei întunecate, aceasta ar putea deveni mai mare și mai luminoasă decât o pitică roșie obișnuită, cu aceeași masă. Așadar, dacă observi ceva care pare o pitică roșie, dar are semnătura chimică a litiului-7, e posibil să fi dat peste o pitică întunecată și poate chiar peste o dovadă a materiei întunecate.

În căutarea materiei întunecate

Desigur, sunt multe necunoscute. Pentru început, ar trebui ca materia întunecată să fie formată din WIMP-uri, particule care interacționează foarte puțin cu materia obișnuită, dar pot interacționa între ele. Fiind propriile lor antiparticule, două WIMP-uri care se întâlnesc se pot anihila reciproc, eliberând energie.

Când aceste particule sunt comprimate într-un spațiu mic, precum miezul unei pitice cenușii, energia degajată ar putea alimenta obiectul respectiv. Nu la fel de intens ca o stea, dar mai mult decât o pitică cenușie obișnuită.

Pentru că acest proces le-ar oferi o dimensiune, temperatură și luminozitate constante, piticele întunecate ar fi, teoretic, „eterne”, spun autorii.

Totuși, dacă materia întunecată ar fi compusă din altceva, axioni sau fotoni întunecați, de exemplu, n-am avea nicio metodă de a detecta acumularea ei în interiorul piticelor cenușii.

Asta dacă materia întunecată există cu adevărat, pentru că e posibil ca efectele atribuite ei să fie, de fapt, produsul unei fizici încă necunoscute.

Chiar și așa, e important să explorăm diverse scenarii și moduri prin care materia întunecată ar putea fi identificată. Diferite observatoare și experimente pot căuta semnale diferite, crescând șansele de a descoperi ceva.

În cazul de față, cercetătorii spun că cele mai bune locuri pentru a căuta semnături ale piticelor întunecate sunt regiunile din centrul galaxiei noastre, acolo unde materia întunecată s-ar acumula cel mai dens.

Studiul este disponibil pe platforma de preprinturi arXiv și va fi publicat în Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Vă recomandăm să citiți și:

Rotația Pământului accelerează în iulie și august. Cât de scurte vor fi zilele?

O descoperire arheologică autentică: Astronomii au găsit „dinozaurii Universului”

Culorile incredibile ale planetei Marte, observate cu sonda europeană Mars Express

Oamenii de știință au descoperit că planeta Marte nu este rotundă